1、精選優質文檔-傾情為你奉上畢業設計開 題 報 告課 題 名 稱 220KV變電站電氣一次部分 初步設計及防雷保護 院 系 機電與自動化學院 專 業 班 電氣工程及其自動化1306班 姓 名 潘建雄 評 分 指 導 教 師 張雅晶 武 昌 首 義 學 院專心-專注-專業畢業設計開題報告撰寫要求1.開題報告的主要內容1）課題設計的目的和意義；2）主要參考文獻綜述；3）課題設計的主要內容；4）設計方案；5）實施計劃。 6）主要參考文獻：不少于5篇，其中外文文獻不少于1篇。2撰寫開題報告時，所選課題的課題名稱不得多于25個漢字，課題研究份量要適當， 研究內容中必須有自己的見解和觀點。3.開題報告的字數

2、不少于3000字（藝術類專業不少于2000字），其中，主要參考文獻綜述字數不得少于1000字，開題報告的格式按學校本科畢業設計/論文撰寫規范的要求撰寫。 4. 指導教師和責任單位必須審查簽字。5開題報告單獨裝訂，本附件為封面，后續表格請從網上下載并用A4紙打印后填寫。6. 此開題報告適用于全校各專業，部分特殊專業需要變更的，由所在院（系）在此基礎上提出調整方案，報學校審批后執行。武昌首義學院本科生畢業設計開題報告學 生 姓 名潘建雄學 號專業班級電氣工程及其自動化1306班院（系）機電與自動化學院指導教師張雅晶職稱工程師課題名稱220kV變電站電氣一次部分初步設計及防雷保護1. 課題設計的目的

3、和意義1.1課題設計的目的我國電力系統的責任是優化發展變電站，提高電能質量，向各部門輸送充足、可靠、優質、廉價的電能。本課題的目的是根據該地區用電規模和未來的發展狀況，并結合當地地理環境，使設計出來的220kV變電站具備更好地安全性、可靠性、經濟性和先進性。1.2課題設計的意義現代電力系統是一個巨大的、嚴密的整體，各類發電廠、變電站分工完成整個電力系統的發電、變電和配電的任務。變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整的電壓的電力設施，變電站的設計是電力工業建設中必不可少的一個項目。由于變電站設計的內容多，范圍廣，邏輯性強，不同電壓等級、不同類型、不同性質負荷的變電站設計

4、所側重的方面是不一樣的。設計中要針對變電站的規模和形式，具體問題具體分析。一方面是供電系統設計越來越全面、系統，另一方面是用電量的迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標日益提高，因此對供電設計也有了更高、更完善的要求。設計是否合理，不僅直接影響基建投資，運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產方面。它和企業的經濟效益、設備人身安全密切相關。所以設計的220kV變電站具有較好的安全性、可靠性、經濟性和先進性極為重要。2. 主要參考文獻綜述電能是一種十分重要的二次能源，它是由蘊藏于自然界中的煤、石油、水力、天然氣、核燃料等一次能源方便地轉化而來；同時，電能也可以方

5、便地轉換成機械能、光能等其它形式的能源供人們使用。電能的生產和使用具有其它形式能源不可比擬的優點，它轉換容易、便于遠距離輸送，能靈活、方便地進行控制，生產成本底，對環境不構成污染等。因此，電能已成為工業、農業、交通運輸、國防科技及人民生活等各方面不可缺少的能源。電力工業的發展水平，是一個國家經濟發達程度的重要標志。毫無疑問，電力工業在國民經濟中占有十分重要的地位，是國民經濟重要的基礎工業，也是國民經濟發展戰略中的重點和先行產業。電力工業必須優先于其它工業部門的發展而發展，其建設和發展的速度必須高于國民經濟生產總值的增長速度，只有這樣，國民經濟各部門才能夠快速而穩定地發展，這是社會的進步，綜合國

6、力的增強及人民物質文明生活現代化的需要。變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電氣設施。在電力系統中，變電站是輸電和配電的集結點。根據變電站在電力系統中的地位和作用對其分類，可以分為樞紐變電站、中間變電站、區域（地區）變電站、企業變電站和末端（用戶）變電站。電氣一次部分也稱為電氣主接線，是變電站電氣部分的主體，也是電力系統網絡的的重要組成部分或樞紐點。電氣主接線直接關系到電力系統運行的可靠性、靈活性和安全性，直接影響變電站電氣設備的選擇，配電裝置的布置，保護與控制方式選擇和檢修的安全與方便性。保證電力系統的安全可靠運行是電力生產的首要任務，但可靠性不是絕對的，在

7、滿足可靠性的前提下，還需要與靈活性和經濟性協調一致，避免浪費。雷電是大自然中最宏偉壯觀的氣體放電現象，它從遠古以來就一直吸引人類極大的關注，因為它會危及人類及動物的生命安全，引起森林大火、損毀各種建筑物。雷電放電所產生的電流高達數十、數百甚至數千安培，會引起巨大的電磁效應、機械效應和熱效應。從電力工程的角度來看，這些效應主要體現在兩個方面：雷電放電在電力系統中引起很高的過電壓，它會造成電力系統絕緣故障和停電事故；雷電放電所產生的巨大電流，可能使被擊物炸毀、燃燒，使導體熔斷或通過電動力引起機械損壞。因此在變電站的設計中，必須采取有效的防雷保護措施，以保證電氣設備和建筑物的安全。變電站是多條線路的

8、交匯點和電力系統的樞紐，其發生雷害事故往往會造成大面積的停電，損失比輸電線路要嚴重的多。不過變電站的建設地域比較集中，容易集中加強保護。我的看法是：電能在人們生活中扮演著不可或缺的角色，它是現代社會文明的基礎。改革開放以來，我國電力工業取得了突飛猛進的發展，其中變電站的建設必不可少，而變電站電氣一次部分的設計和防雷保護是變電站建設中極為重要的部分。遵循電氣主接線的可靠性、靈活性、經濟性三項基本要求，設計出更實用的220kV變電站方案。3. 課題設計的主要內容變電站設計一般包括站址選擇和站區布置、電氣部分及土建部分三大部分。設計程序分為可行性研究、初步設計和施工圖設計三個階段。可行性研究階段是對

9、上級批準建設的已規劃的輸變電工程項目進行可行性研究，提出可行性研究報告。主要內容為變電站站址選擇和變電工程設想。變電站站址選擇原則上應提出兩個或兩個以上可行的站址方案，主要包括：站址區域概況、站址的拆遷賠償情況、出線條件、站址水文氣象條件、水文地質及水源條件、站址工程地質條件、進站道路和交通運輸、站址環境、站用電源、通信干擾、施工條件和站址方案技術經濟比較等。變電站工程設想主要包括變電站變電容量、各級電壓出線回路數、無功補償及其他裝置情況等，如電氣主接線及主要電氣設備選擇、電氣布置、電氣二次、站區總體規劃和總布置、建筑規模及結構設想、供排水系統、采暖通風和空氣調節系統等。可行性研究階段還應提供

10、有關圖樣和必要的協議。初步設計階段根據上級下達的可行性研究報告審查意見和可行性研究階段確定的規模進行初步設計，主要包括：電力系統、電氣部分、二次系統、土建部分、消防部分、環境保護、水土保持、節能減排、勞動安全衛生、主要設備材料清冊和概算部分。施工圖設計階段根據上級審查批準的初步設計，進行滿足訂貨和細部施工要求的施工圖設計。根據電氣主接線的設計原則，擬定至少兩個電氣主接線方案，比較各個主接線的優缺點和技術經濟性，確定一個較佳主接線方案；根據變壓器選型原則，進行負荷計算和無功補償容量計算，確定主變壓器的臺數、容量、類型及型號；計算站用電負荷，進行站用變壓器選型，確定變電站站用電接線；進行必要的短路

11、電流計算，完成導體和電氣設備的選型及設備用電接線方案；完成防雷及過電壓保護裝置設計；電氣部分圖樣的編制。4. 設計方案根據任務書上所給的原始資料可知，本變電所的電壓等級為220/110/35kV，其中220kV母線有4回輸出線路，2回與系統A相連，線路長度為80km，2回與系統B相連，線路長度為60km，A、B兩個系統的容量分別為280MVA和320MVA；中壓側110KV母線送出6回線路，最大負荷為45MW，功率因數為0.9，負荷同時率為0.85，I、II級負荷占80%；35kV側主要供給石油及重工，母線送出12回線路，最大負荷為5000KW，功率因數為0.9，負荷同時率為0.85，I、II

12、級負荷占70%。初步設計方案如下：4.1 220kV電壓等級接線方案由于220kV側出線數為4回，系統A、B的容量較大，要求供電可靠性高，雙母線接線與單母線接線相比，投資有所增加，但可靠性和靈活性大為提高，宜采用雙母線接線，如圖4-1。圖4-1 雙母線接線規程規定，采用母線分段或雙母線的110-220kV的配電裝置，在滿足下列條件時可以不設旁路母線：當系統允許停電檢修時，如為雙回路供電或負荷點可又線路其他電源供電；當線路允許斷路器停電檢修；配電裝置為屋內型為節約配電面積可不設旁路母線而用簡易隔離開關代替。4.2 110kV電壓等級接線方案由于110KV側送出6回線路，I、II級負荷所占比重大，

13、電壓等級高，輸送功率較大，停電影響較大，要求供電可靠性高，宜采用帶有專用旁路斷路器的旁路母線雙母線接線，如圖4-2。圖4-2 雙母線帶旁路母線接線4.3 35kV電壓等級接線方案由于35kV側送出回路為12回，超過8回，最大負荷為5000KW，承載負荷較大，I、II級負荷所占比重較大，宜采用雙母線分段接線，如圖4-3。圖4-3 雙母線分段接線4.4 主變壓器的選擇方案 初步篩選的原則如下：（1） 該220kV變電站有三種電壓等級，宜采用三相三繞組變壓器；（2） 該220kV變電站屬于中間變電站，為保證系統的電壓質量，宜采用有載調壓方式的變壓器；（3） 該220kV變電站，變壓器容量大，其低壓繞

14、組主要帶無功補償電容器和所用電，容量小，為降低變壓器的造價，宜選擇100/100/50的容量比；（4） 根據主變壓器容量的選擇原則，宜采用5臺150MVA的變壓器。綜上所述，可先將型號定為SFPSZ7/220。4.5 防雷保護及配置變電站出現的雷電過電壓有兩個來源：（1） 雷電直擊變電站（2） 沿輸電線路入侵的雷電過電壓波變電站的防雷保護主要分為三種情況：（1） 直擊雷過電壓保護（2） 雷電侵入波過電壓保護（3） 變壓器的防雷保護常用的避雷器分為以下四種： 保護間隙：用于配電系統及其線路以及電廠和變電站進線的保護。 管式避雷器：用于變電所、發電廠的進線保護和線路絕緣弱點的保護。 閥型避雷器：用

15、于保護發電站或者變電站變電設備的保護。 氧化鋅避雷器：用來保護電力系統中各種電器設備免受過電壓損壞。本工程選用三相三繞組變壓器，主變220、110、35kV進線均設置避雷器進行保護。具體工程應對220、110、35kV三側的避雷器保護范圍進行校驗。5. 實施計劃（1） 2016-2017第一學期第14-17周：根據畢業設計課題要求，查閱相關資料，翻譯外文文獻，了解220kV變電站一次設計的現狀，明確設計內容，理清設計思路，初步分析并制定設計實施方案；（2） 2016-2017第一學期第18周：撰寫開題報告，并進行開題答辯；（3） 2016-2017第二學期第1-2周：根據擬定的課題實施方案，進行必要的短路電流計算；（4） 2016-2017第二學期第3-5周：選擇和校驗所需的電氣設備，設計和校驗母線系統，進行防雷保護的設計；（5） 2016-2017第二學期第6-8周：撰寫并提交畢業設計論文初稿，經指導老師批改指點后，修改論文初稿，定稿。6. 主要參考文獻1 鐘定珠. 變電站過電壓保護與接地裝置. 北京：中國電力出版社，2014.2 熊信銀，張步涵電氣工程基礎武漢：華中科技大學出版社，.3 苗世洪，朱永利. 發電廠電氣部分（第五版）. 北京：中國電力出版社，2015.4 D P KOTHA